DB4101∕T 68-2023 城市大气温室气体手工监测技术规范(郑州市).pdf

ICS13.020.01CCS Z 104101郑州市地方标准DB4101/T 682023城市大气温室气体手工监测技术规范2023-08-08 发布2023-11-08 实施郑州市市场监督管理局发 布DB4101/T 682023I目次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14点位布设.25样品采集.26样品运输和保存.57分析测试.58数据处理.59安全防护.610质量保证和质量控制.6附录 A（资料性）温室气体采样记录.7附录 B（规范性）城市大气温室气体推荐分析方法.8参考文献.9DB4101/T 682023II前言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由郑州市生态环境局提出。本文件由郑州市生态环境标准化技术委员会（ZZTC08）归口。本文件起草单位：河南省郑州生态环境监测中心、河南乾坤检测技术有限公司。本文件主要起草人：周伟峰、唐诗、王晶晶、李淑红、徐艺斐、简朝星、石冰、侯坤、朱艳、陶杰、刘洋、郭西林、曹涛。DB4101/T 6820231城市大气温室气体手工监测技术规范1范围本文件规定了城市大气温室气体手工监测的点位布设、样品采集、运输和保存、分析测试、数据处理、安全防护、质量保证和质量控制。本文件适用于城市大气温室气体的手工监测。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T 8984气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的测定 气相色谱法GB/T 38931民用轻小型无人机系统安全性通用要求GB 39800.1个体防护装备配备规范 第1部分：总则HJ 194环境空气质量手工监测技术规范HJ 604环境空气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 直接进样-气相色谱法HJ 630环境监测质量管理技术导则QX/T 67本底大气二氧化碳浓度瓶采样测定方法非色散红外法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1温室气体大气层中自然存在的和由于人类活动产生的能够吸收和散发由地球表面、大气层和云层所产生的、波长在红外光谱内的辐射的气态成分。注：本文件中的温室气体包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）、六氟化硫（SF6）、三氟化氮（NF3）。来源：GB/T 321502015，3.1，有修改3.2氢氟碳化物（HFCs）饱和烃的氢原子仅被氟原子取代，而且没有完全被氟原子取代后生成的化合物。3.3全氟化碳（PFCs）氟原子替代碳氢化合物中所有氢原子而产生的碳氟化合物。3.4城市点DB4101/T 6820232以监测城市内大气温室气体浓度水平和变化趋势为目的，反映城市本地人为温室气体排放状况，在城市建成区内设置的监测点位。3.5背景点以监测城市本底大气温室气体浓度水平和变化趋势为目的，反映城市本底温室气体源汇影响的状况，在城市辖区内远离温室气体排放源的地区设置的监测点位。3.6边界点以监测城市边界区域大气温室气体浓度水平和变化趋势为目的，反映外来传输影响，在城市边缘远离温室气体排放源的地区设置的监测点位。4点位布设4.1一般要求4.1.1城市大气温室气体监测点位分为城市点、背景点、边界点。4.1.2各点位布设应综合考虑城市环境条件、经济社会特点以及温室气体排放特征，城市点、边界点应与城市主要温室气体排放源保持至少 1 km，背景点与城市主要温室气体排放源保持至少 10 km，监测点周围环境状况相对稳定，附近无强大的电磁干扰，其他相关要求参见城市大气温室气体监测点位布设技术指南（第一版）（总站气字2021628 号）。4.2数量4.2.1结合城市大气温室气体监测目标、技术力量等因素合理确定点位布设数量。4.2.2监测点位可设置 46 个。在主导风的上、下风向各设置 1 个边界点，在城市内设置 24 个城市点。4.2.3满足相关技术要求时，处于上风向的边界点可兼具背景点功能。4.3采样高度4.3.1采样高度宜设置在距地面相对高度 50 m100 m，以保证采集充分混合的样气，避免局地人为和自然的源汇影响。若下垫面情况简单的，可适度将采样高度调整到 30 m50 m。采样点周围水平面宜保证 360以上的捕集空间。4.3.2若与温室气体自动监测开展手工比对监测，采样高度应与自动监测点位采样高度一致。5样品采集5.1采样时间与频次5.1.1采样时间至少包括每日大气混合均匀、对流最旺盛、混合层高度最高的时段，宜选 14 时15时之间采集样品。若为校验大气温室气体同化反演模型，建议监测时段包括白天高、中、低值时段或逐小时加密采样分析。降水、沙尘等不利天气条件时不宜开展监测。5.1.2采样频次按照监测目的和需求确定，可每周采集 1 次样品。5.2采样系统5.2.1系统组成DB4101/T 6820233采样系统如图1所示，包括采样管路、除水装置、采样泵、压力表、采样容器和供电设备（如蓄电池或外接电源），根据需要可增加安全装置（如安全阀）和流量控制装置（如转子流量计）等。若使用无人机采样，除上述设备外，还应包括无人机等相关设备。标引序号说明：1采样管路；2除水装置；3采样泵/流量计；4压力表；5采样容器。图 1采样系统示意图5.2.2采样管路采样管路（含过滤装置）材质应对温室气体无污染、无吸附且不发生反应，如聚四氟乙烯、不锈钢等，内径宜为5 mm10 mm。5.2.3除水装置除水装置可选低温冷阱除水、Nafion管等除水方式。根据采样点位环境湿度、分析方法受气态水的干扰程度和数据质量要求进行选择，确保在运输或分析测试中，测量样品不会因温度影响而在采样罐内产生冷凝水。注：不能使用影响待测温室气体浓度的干燥剂或其他干燥方式。5.2.4采样泵使用无油泵进行加压采样，泵及其内部接触气样部分应为不存在温室气体吸附、污染或发生反应的惰性化材质。5.2.5采样容器5.2.5.1使用内表面惰性化处理的不锈钢采样罐采样，采样容器的阀和密封帽对温室气体惰性。双口采样容器的进气口和出气口如在同侧，进气口应伸入采样容器底。如可以在管路连接的情况下，实现单口采样容器的冲洗，也可采用单口采样容器采样。5.2.5.2采样容器大小根据分析方法所需样品量选择。采集二氧化碳、甲烷、氧化亚氮样品时，可使用 3.2 L 采样罐，采集氢氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫、三氟化氮样品时，可使用 6 L 采样罐。DB4101/T 68202345.2.5.3对每批次采样容器应进行空白实验和存储实验，确定所使用的采样容器对温室气体的影响满足分析方法要求。5.2.6流量控制装置流量控制装置与采样罐配套使用，使用前后应用标准流量计校准。实测流量与参考标准流量误差在5%以内，否则应对流量计进行校正或更换。5.3采样准备5.3.1采样前，采样罐应进行清洗和气密性检查，并记录采样罐的清洗、气密性检查时间。之后，将采样罐抽至真空（6.7 Pa），然后注入高纯氮气至 1.5 倍大气压，拧紧采样罐阀门，使用密封帽密封，备用。注：以下指标可确认采样罐气密性良好。将采样罐内充入气体至207 kPa，关闭阀门放置24 h后检验，罐内压强降低不超过13.8 kPa；或将采样罐内抽真空至6.7 Pa，关闭阀门放置24 h后检验，罐内真空度与原真空度差值不高于2.6 Pa。5.3.2采样前，采样管路也应使用不小于 10 倍管路体积的高纯氮气以不小于 5 L/min 的流速进行冲洗，冲洗后密封带到现场，或者事先在洁净的环境中安装好，封好进气口带到现场。5.4现场采样5.4.1无人机采样5.4.1.1气路连接采样系统按图1所示连接。采样管路连接除水装置、采样泵、压力表、采样容器等。每次采样前，应进行气路气密性检查，确认无漏气后方可进行采样。注：将采样系统连接后，关闭采样罐阀门，封闭采样口，打开采样泵，流量计迅速不显示流量且维持恒定，可确认气路气密性良好。5.4.1.2采样系统冲洗使用无人机将采样管路或采样系统升至4.3中要求的采样高度，采样口向下，启动采样泵，打开除水装置、采样容器阀门，在采样系统气路完全开通的情况下，以不小于5 L/min的流速对采样容器和连接管路进行充分冲洗，冲洗体积不宜小于采样容器和连接管路体积的10倍。5.4.1.3样品采集5.4.1.3.1冲洗结束后，关闭采样容器的出气口，利用采样泵将空气样品压缩进采样容器。采气流速根据监测目的和采样量确定，采样容器内气压达到 1.5 倍大气压后，关闭采样泵并立刻拧紧采样容器的进气口。从采样系统上卸下采样容器，标注样品标识，放回装运箱。5.4.1.3.2样品采集时，应记录监测点位信息、采样容器信息、采样设备信息、采样时间、采样流量、气象条件、采样人员等（采样记录表见附录 A）。气象条件包括采样点环境温度、气压、相对湿度、风向和风速等气象参数，气象条件监测相关要求按 HJ 194 的规定执行。5.4.2塔式采样5.4.2.1气路连接5.4.2.1.1按照 5.4.1.1 进行气路连接，将采样管路或采样系统放至采样塔 4.3 中要求的采样高度处。DB4101/T 68202355.4.2.1.2若依托自动监测系统的采样管路采集样品，将预留采样口与采样系统按照 5.4.1.1 进行连接。5.4.2.2采样系统冲洗同5.4.1.2。5.4.2.3样品采集同5.4.1.3。6样品运输和保存样品采集后，应在常温条件下保存和运输，运输过程中应防止磕碰、泄漏和污染，送至实验室后尽快进行分析。甲烷7 d内分析完毕,二氧化碳、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫、三氟化氮20 d内分析完毕。7分析测试7.1监测项目二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）、六氟化硫（SF6）、三氟化氮（NF3）。7.2分析方法实验室样品分析方法可选择气相色谱法、非分散红外光谱法、低温预浓缩-气相色谱质谱法等，仪器性能应满足附录B推荐方法中的分析仪器指标要求。测定前需检查采样容器压力，确认采样容器密封性良好。将采样容器与分析仪器连接，按照仪器说明书操作，记录分析数据。见附录B。8数据处理8.1结果表示8.1.1数值修约相关要求按 GB/T 8170 的规定执行。8.1.2测定结果以质量浓度表示，其中二氧化碳、甲烷、氧化亚氮以 mg/m3计，氢氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫、三氟化氮以 ng/m3计。8.1.3二氧化碳测定结果保留小数点后一位；甲烷、氧化亚氮测定结果小于 1 mg/m3时保留至小数点后两位，大于等于 1 mg/m3时保留三位有效数字；氢氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫、三氟化氮测定结果保留小数点后一位，最多保留三位有效数字。8.2数据校核及审核数据需进行三级审核，审核内容应符合HJ 630的要求，主要包括：采样操作过程是否规范、完整；样品分析记录、仪器校准校验记录是否规范、完整；质控指标复核，确保指标合格。8.3异常情况的判断和处理DB4101/T 6820236根据质量保证和质量控制要求，当出现异常情况时，该次测量活动失控，应查找原因，并采取相应措施，消除干扰或污染，必要时重新采样或分析。9安全防护9.1按 GB 39800.1 的规定执行，根据监测活动存在的危害因素和危害评估结果，采样和分析人员应选择性地配备防护装备和安全保护装置，确保人员安全。9.2采样罐清洗、样气配制应在通风橱中进行。9.3现场监测或采样时，应佩戴安全帽，穿工作服，高空作业时，应配备安全绳索等防护设施。9.4按 GB/T 38931 的规定执行，确保无人机使用安全。9.5样品运输过程中，应采取必要的防震、防雨、防尘、防爆等措施，以保证人员和样品的安全。10质量保证和质量控制10.1采样罐应专罐专用，不应与污染源采样罐混用。10.2每清洗 10 个或每批次（少于 10 个）应至少取 1 只采样罐注入高纯氮气进行罐清洗空白抽查。罐清洗空白中目标物检出浓度应低于方法检出限，否则应查找原因并重新清洗至合格为止。10.3采样罐运至采样地点过程中应保持正压；样品采集完成、运回实验室和测试完毕后，也应保持正压，否则样品测试数据无效。10.4每批样品至少分析 1 个运输空白。先将高纯氮气注入清洗后的采样罐，并带至采样现场。经过与样品相同的处理过程（包括现场暴露、运输与存放等）和分析步骤。运输空白中目标物检出浓度应低于方法测定下限。10.5每 10 个样品或每批次（少于 10 个样品/批）应至少采集 1 个平行样品，平行样品中目标化合物的相对偏差应不大于 20%。10.6每批次测试样品应至少留存 1 个样品，在相应保存期限内进行样品复测，复测结果的相对偏差应30%。10.7用于校准采样器的标准流量计应定期检定/校准，采样系统中的流量计使用前、后需流量校准。10.8标准使用气应溯源至国家或行业认证的标准气或国际权威机构测试标准。DB4101/T 6820237AA附录A（资料性）温室气体采样记录温室气体采样记录表见表A.1。表 A.1 温室气体采样记录表采样日期天气状况采样点位及高度经度纬度采样容器型号及编号采样泵/流量计编号采样时间采样流量（L/min）气象参数采样容器压力（kPa）开始时间结束时间累积时间气温（）气压（kPa）相对湿度（%）风速（m/s）主导风向采样前采样后注：采集并留存采样期间点位周围环境图像信息。采样人：复核人：审核人：DB4101/T 6820238附录B（规范性）城市大气温室气体推荐分析方法BB城市大气温室气体推荐分析方法见表B.1。表 B.1 城市大气温室气体推荐分析方法一览表序 号监测项目推荐方法方法来源检出限1二氧化碳（CO2）气相色谱法GB/T 8984/非分散红外吸收法QX/T 67/2甲烷（CH4）气相色谱法GB/T 8984/HJ 6040.06 mg/m33氧化亚氮（N2O）气相色谱法碳监测评估试点工作方案（环办监测函2021435号）附件 2/4氢氟碳化物（HFCs）低温预浓缩-气相色谱质谱法环境空气中消耗臭氧层物质和含氟温室气体手工监测技术规范（试行）（环办监测202220 号）0.110-120.510-12mol/mol5全氟化碳（PFCs）0.210-12mol/mol6六氟化硫（SF6）0.110-12mol/mol7三氟化氮（NF3）碳监测评估试点工作方案（环办监测函2021435号）附件 2/DB4101/T 6820239参考文献1 碳监测评估试点工作方案（环办监测函2021435号）2 环境空气中消耗臭氧层物质和含氟温室气体手工监测技术规范（试行）（环办监测202220号）3 城市大气温室气体监测点位布设技术指南（第一版）（总站气字2021628号）